(57)【要約】【課題】  比較的簡単な構造で、生産性の高いボルト装着装置を得る。【解決手段】本発明のボルト装着装置は、ボルトを貯留するパーツフィーダ40と、パーツフィーダのボルトをワークまで移動させるロボット10と、ロボットの動作を制御する制御手段70とからなり、ボルトをワーク20に装着するもので、ワークのボルト取り付け位置と同一の位置にボルト装入孔を有するボルトガイドと、ボルトガイドを貯留するボルトガイド保管部30とを設け、ボルトガイドを所定のパーツフィーダまで移動させボルトを装着しワークに組み付けるものである。【選択図】    図１
2005088136.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボルトを貯留するパーツフィーダから前記ボルトをロボットにより移動させ、ワークに装着するボルトの装着方法において、
前記ワークのボルト取り付け位置と同一のボルト取り付け位置にボルト装入孔を有するボルトガイドを設け、これを所定のパーツフィーダまで移動させ、前記パーツフィーダから前記ボルトを装着し、前記ボルトガイドを前記ロボットにより回転させ、順次装着した後、前記ワークまで移動させて前記ワークに組み付け、その後、前記ボルトガイドを移動させることを特徴とするボルトの装着方法。
【請求項２】
ボルトを貯留するパーツフィーダと、前記パーツフィーダのボルトをワークまで移動させるロボットと、前記ロボットの動作を制御する制御手段とからなり、前記ボルトを前記ワークに装着するボルト装着装置において、
前記ワークのボルト取り付け位置と同一の位置にボルト装入孔を有するボルトガイドと、前記ボルトガイドを貯留するボルトガイド保管部とを設け、前記ボルトガイドを所定のパーツフィーダまで移動させ前記ボルトを装着し前記ワークに組み付けることを特徴とするボルトの装着装置。
【請求項３】
前記ボルトガイドは、略円筒状でありその外周部に前記ロボットのハンドを保持する凹部を有することを特徴とする請求項２記載のボルト装着装置。
【請求項４】
前記凹部に前記ボルト装入孔に直角に通じるねじ穴を設け、その中にボールプランジャを備えたことを特徴とする請求項２または３記載のボルト装着装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記ボルトの寸法によって前記ボルトガイドを選定するボルトガイド選定手段と、前記パーツフィーダを選定するパーツフィーダ選定手段と、前記ボルトガイドのボルト装入孔の位置を前記パーツフィーダのボルトの出口に合わせるボルト装入孔位置決め手段と、前記パーツフィーダのねじ送りユニットにねじ送り信号を出力するねじ送り信号出力手段とを備えたことを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載のボルト装着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボルト装着装置に関し、特にロボットの部品結合部分に複数本のボルトを装着するロボットの自動組立装置に好適なボルト装着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ロボットの組立ラインにおけるボルトの装着方法は図５に示すようなものがある。図５において、１０は組立用のロボット、２０はワーク、４０はパーツフィーダ、８０は制御手段である。ワーク２０が組立ラインに流れてくると、ロボット１０は、パーツフィーダ４０からボルトを１個ずつ取り出しワーク２０に装着し組付けていた。
また、他の方法として、車両のエンジンを組み立てる際に複数のパーツフィーダから所定のボルトを選択して複数本取り出しナットランナに同時に供給するものもある（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開平１１−２５４２５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、従来のワークへの装着方法では、ロボットがパーツフィーダから一個ずづ把持してボルトガイドに挿入しているので、組立てに時間がかかり効率が悪い。また、たの方法においても、ロボットやパーツフィーダの基本装置の他に、周辺の装置が多く必要であり、設備全体が大型になっていた。
そこで、本発明は、比較的簡単な構造で、かつ、生産性の高いボルトの装着方法およびその装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１では、ボルトを貯留するパーツフィーダから前記ボルトをロボットにより移動させ、ワークに装着するボルトの装着方法において、前記ワークのボルト取り付け位置と同一のボルト取り付け位置にボルト装入孔を有するボルトガイドを設け、これを所定のパーツフィーダまで移動させ、前記パーツフィーダから前記ボルトを装着し、前記ボルトガイドを前記ロボットにより回転させ、順次装着した後、前記ワークまで移動させて前記ワークに組み付け、その後、前記ボルトガイドを移動させる構成にしている。
請求項２の発明では、ボルトを貯留するパーツフィーダと、前記パーツフィーダのボルトをワークまで移動させるロボットと、前記ロボットの動作を制御する制御手段とからなり、前記ボルトを前記ワークに装着するボルト装着装置において、前記ワークのボルト取り付け位置と同一の位置にボルト装入孔を有するボルトガイドと、前記ボルトガイドを貯留するボルトガイド保管部とを設けた構成にしている。
請求項３の発明では、前記ボルトガイドを、略円筒状としその外周部に前記ロボットのハンドを保持する凹部を有する構成にしている。
請求項４の発明では、前記凹部に前記ボルト装入孔に直角に通じるねじ穴を設け、その中にボールプランジャを備えた構成にしている。
請求項５の発明では、前記制御手段は、前記ボルトの寸法によって前記ボルトガイドを選定するボルトガイド選定手段と、前記パーツフィーダを選定するパーツフィーダ選定手段と、前記ボルトガイドのボルト装入孔の位置を前記パーツフィーダのボルトの出口に合わせるボルト装入孔位置決め手段と、前記パーツフィーダのねじ送りユニットにねじ送り信号を出力するねじ送り信号出力手段とを備えた構成にしている。
【発明の効果】
【０００５】
本発明のボルトの装着方法とその装置によれば、つぎの効果がある。
請求項１の発明では、ワークのボルト取り付け位置と同一のボルト取り付け位置にボルト装入孔を有するボルトガイドを設け、これを所定のパーツフィーダまで移動させ、パーツフィーダからボルトを装着し、ボルトガイドをロボットにより回転させ、順次装着した後、ワークまで移動させてワークに組み付け、その後、ボルトガイドを移動させるので、ボルト装着作業を短時間で完了することができる。
請求項２の発明では、ワークのボルト取り付け位置と同一の位置にボルト装入孔を有するボルトガイドと、ボルトガイドを貯留するボルトガイド保管部とを設けているので、設備が比較的簡単にできる。
請求項３の発明では、ボルトガイドを、略円筒状としその外周部にロボットのハンドを保持する凹部を有しているので、ロボットによる把持が確実にできる。
請求項４の発明では、凹部にボルト装入孔に直角に通じるねじ穴を設け、その中にボールプランジャを備えているので、ボルトを一時的に固定でき、取り付け部位が側面であっても抜け落ちることはない。
請求項５の発明では、制御手段は、ボルトの寸法によってボルトガイドを選定するボルトガイド選定手段と、パーツフィーダを選定するパーツフィーダ選定手段と、ボルトガイドのボルト装入孔の位置をパーツフィーダのボルトの出口に合わせるボルト装入孔位置決め手段と、パーツフィーダのねじ送りユニットにねじ送り信号を出力するねじ送り信号出力手段とを備えているので、ボルトガイドの選択と移動、パーツフィーダへの移動、ボルトガイドの回転とボルトの装着、ワークへの組付け、ボルトガイドの移動など一連の動作がスムーズにでき短時間にボルト装着作業が完了する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の具体的実施例を図に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００７】
図１は、本発明の実施形態を示すロボットの自動組立装置の概略構成図である。図において、３０は種々の寸法のボルトガイドを保管するボルトガイド保管部、７０はロボット１０の制御手段である。ボルトガイド保管部３０は、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄの４種類である。他の符号は従来例と同じである。組立用のロボット１０の動作範囲内には、パーツフィーダ４０ａ、４０ｂ、４０ｃと組立ライン上のワーク２０がある。組立用のロボット１０の先端部詳細を図２に示す。図２（ａ）は上面図、図２（ｂ）は側面図である。図において、１１は手首、１２はジョイント、１３はハンド、３１はボルトガイド、６０はナットランナ、６１はビットである。
ボルトガイド３１は、図３に部分断面図を示すように、ボルト挿入孔３１ａの外周が凹状の溝、凹部３１ｂになっており、この凹部３１ｂをハンド１３で把持される。また、凹部３１ｂの中央部分にはボルト挿入孔３１ａに直角に連通するねじ穴が設けてあり、これにボールプランジャー３１ｃがねじ込まれている。これはボルト５０が挿入されたときにバネ圧で軽く押圧し一時的に固定するものである。  
制御手段７０は図４に示すように、主に５個の手段で構成されている。図において、７１はボルトガイド選定手段、７２はパーツフィーダ選定手段、７３はボルト位置決め手段、７４はボルトガイド回転指示発生手段、７５はネジ送り信号出力手段である。
ボルトガイド選定手段７１は、ボルトガイド保管部３０に保管されている全ボルトガイド３１の保管位置などの情報を記憶させており、ワーク２０の情報が入れば、それに合致するボルトガイド３１を選定しロボット１０に指令を与える。パーツフィーダ選定手段７２は、ワーク２０の情報により、仕様に合致するボルト寸法のパーツフィーダ４０を選定する。ボルト位置決め手段７３は、選定されたパーツフィーダ４０に付設しているボルト出口であるホース４１の先端に、ボルトガイド３１のボルト挿入孔３１ａを位置決めするものである。ホース４１の位置情報を記憶しており、ロボット１０が把持しているボルトガイド３１のボルト挿入孔３１ａの位置を演算し、ホース４１にボルト挿入孔３１ａに合わせる。ボルトガイド回転指示発生手段７４は、ロボット１０が把持しているボルトガイド３１のボルト挿入孔３１ａの位置を、ホース４１に合わせるため、多関節の腕により回転させる。ネジ送り信号出力手段７５は、ホース４１とボルト挿入孔３１ａとの位置が一致した時に、パーツフィーダ４０のネジ送りユニットに信号を送ってボルト５０をネジ送りユニットから送出させる。
【０００８】
つぎに、本発明のボルト装着装置の動作について述べる。
(1)  組立ラインにワーク２０に到着すると、ロボット１０は制御手段７０の指令を受け、ワーク２０の仕様に合致するボルトガイド保管部、たとえば、３０ｃを選定し、さらに条件に合うボルトガイド３１を把持する。
(2)  ボルトガイド３１を把持したまま、たとえば、パーツフィーダ４０ａが選定されるとそこに移動する。
(3) ボルトガイド３１のボルト挿入孔３１ａを、パーツフィーダ４０ａのボルトの送出口であるホース４１ａの出口に合わせる（図３）。  
(4)  制御手段７０からパーツフィーダ４０ａのネジ送りユニットに信号を送ってボルト５０を送出させる。ボルト５０は、ホース４１ａ内の圧縮空気によってボルト挿入孔３１ａの中に挿入される。この時、ボルト５０は、ボールプランジャー３１ｃによって一時的に固定される。
(5) ２番目のボルト挿入孔３１ａをホース４１ａの出口に合わせる。このため、ロボット１０は、把持しているボルトガイド３１を、多関節の腕の動作により回転させる。
(6)  位置が決まると、工程(4)と同じく制御手段７０からパーツフィーダ４０ａのネジ送りユニットに信号を送ってボルト５０を送出させ、ボルト５０をボルト挿入孔３１ａの中に挿入する。
(7) 工程(3)から工程(5)を繰り返して、全てのボルト挿入孔３１ａにボルト５０を挿入する。
(8)  ボルト５０の挿入が完了すると、ロボット１０はボルトガイド３１をワーク２０に装着する。
(9)  ハンド１３を開放してボルトガイド３１から一旦離脱する。つぎに手首１１またはジョイント１２を動作させ、ナットランナ６０を動作させてビット６１により、挿入したボルト５０をねじ締めする。
(10)  手首１１またはジョイント１２を動作させ、ハンド１３によりボルトガイド３１を把持して、これを元の位置のボルトガイド保管部３０ｃに保管する。
この工程により、ワーク２０の一つの部位のボルト装着が完了する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明のボルト装着装置の全体構成を示す平面図である。
【図２】本発明のボルトガイドを把持した状況を示す図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図である。
【図３】本発明のボルト挿入の状況を示す部分断面図である。
【図４】本発明の制御手段を示すブロック図である。
【図５】従来のボルト装着装置の全体構成を示す平面図である。
【符号の説明】
【００１０】
１０ ロボット（組立用）
１１  手首
１２  ジョイント
１３  ハンド
２０ ワーク
３０、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ  ボルトガイド保管部
３１  ボルトガイド
３１ａ  ボルト挿入孔
３１ｂ  凹状把持部
３１ｃ  ボールプランジャー
４０、４０ａ、４０ｂ、４０ｃ  パーツフィーダ
４１ａ  ホース
５０  ボルト
６０  ナットランナ
６１  ビット
７０、８０  制御手段
７１  ボルトガイド選定手段
７２  パーツフィーダ選定手段
７３  ボルト位置決め手段
７４  ボルトガイド回転指示発生手段
７５  ネジ送り信号出力手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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